CN110842323A - 基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统 - Google Patents
基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110842323A CN110842323A CN201911109936.7A CN201911109936A CN110842323A CN 110842323 A CN110842323 A CN 110842323A CN 201911109936 A CN201911109936 A CN 201911109936A CN 110842323 A CN110842323 A CN 110842323A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire feeding
- lead
- arm controller
- motor
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000004534 enameling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K5/00—Gas flame welding
- B23K5/18—Gas flame welding for purposes other than joining parts, e.g. built-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K5/00—Gas flame welding
- B23K5/22—Auxiliary equipment, e.g. backings, guides
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Processing (AREA)
Abstract
本发明提出一种基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，包括：人机界面、ARM控制器、电机驱动电路、送丝电机、送丝机构、温度采集电路、光电编码器和光耦输入电路；人机界面与ARM控制器交互，实现搪铅送丝工作参数的设置；ARM控制器根据设置的参数生成PWM信号给电机驱动电路，使电机驱动电路驱动送丝电机至指定转速和转向；ARM控制器通过光电编码器采集送丝电机转速，采用转速反馈调节方式，实现闭环控制，获得高精度高稳定性的送丝。同时，ARM控制器通过温度采集电路采集搪铅过程中基板的温度、通过光耦输入电路检测限位开关的状态信息，实现搪铅过程状态监控。送丝机构作为执行机构，实现送丝过程中丝的校正和送进。
Description
技术领域
本发明涉及自动搪铅中的送丝控制领域，尤其是一种基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统。
背景技术
搪铅工艺是一种在有色金属湿法冶炼设备、化工设备中广泛运用的硫酸防腐工艺。相比于其他的防硫酸腐蚀工艺，搪铅适用性好，效果显著，使用寿命长。但目前化工设备的搪铅工作，全部都由人工手工完成。手工搪铅不仅效率低下，人工成本高，搪铅表面可能出现缺陷，而且铅金属有毒，严重损害操作工人的身体健康。因此，研发自动搪铅机十分必要，从而代替人工操作，提高效率，降低成本，保障工人身体健康。
在整个自动搪铅设备中，送丝机构非常关键。作为引导铅丝不断运动的主要部件，送丝机构是影响搪铅质量至关重要的一环。送丝机构中主动轮与从动轮摩擦力过小，铅丝则无法正常送进；摩擦力过大，铅丝则会有变形或压痕，搪铅时在化工设备上的熔滴不均匀，影响搪铅质量。主动轮与从动轮之间的摩擦力，不仅取决于两轮之间的距离，而且受到电机转速的影响。因此，保持电机合适稳定的转速，在送丝机构中至关重要。
发明内容
发明目的：本发明旨在提出一种能够保持电机合适稳定的转速的自动搪铅系统。
技术方案：为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：
基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，包括：人机界面、ARM控制器、电机驱动电路、送丝电机、送丝机构、温度采集电路、光电编码器和光耦输入电路；
送丝机构包括至少一组送丝滚轮和设置于送丝方向上用于检测铅丝倾斜的限位开关，送丝滚轮由送丝电机驱动；
人机界面与ARM控制器交互，实现搪铅送丝工作参数的设置；ARM控制器根据设置的参数生成PWM信号给电机驱动电路，使电机驱动电路驱动送丝电机至指定转速和转向；同时，ARM控制器通过温度采集电路采集搪铅过程中基板的温度，实现温度监控；ARM控制器通过光电编码器采集送丝电机转速，根据送丝电机的实时转速与设定目标转速调整PWM信号，以保障送丝过程中速度的稳定；ARM控制器还通过光耦输入电路检测限位开关的状态信息，当铅丝倾斜触碰到限位开关时，光耦输入电路向ARM控制器送入一个电信号，ARM控制器接收到此电信号后停止送丝电机转动。
进一步的，所述温度采集电路为红外传感器和RS485接口，ARM控制器通过RS485接口接收红外传感器检测到的温度数据。
进一步的，所述搪铅送丝工作参数包括搪铅温度、送丝速度及送丝方向。
进一步的，所述人机界面还具有显示功能，显示搪铅过程中通过温度采集电路采集的温度数据和通过光电编码器采集的送丝滚轮转速。
有益效果：相对于手工搪铅技术，本发明具有以下优势：
1、手工搪铅工作环境恶劣，搪铅时需要对钢材继续加热，铅在高温下会蒸发出大量的铅蒸汽，严重损害工人的身体健康，而自动搪铅可以极大的保护工人身体健康；
2、手工搪铅效率低下，而且熟练搪铅工人缺乏，公司需要花费人力资金培养熟练操作工，而自动搪铅明显提高了搪铅效率，同时对操作人员的技术要求降低，从而提高公司效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为ARM控制器的工作流程图；
图3为温度采集电路原理图；
图4为光耦输入电路原理图；
图5为电机驱动电路原理图；
图6为人机界面示意图；
图7为送丝机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作更进一步的说明。
实施例：本实施例提出一种如图1所示的基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，包括：人机界面、ARM控制器、电机驱动电路、送丝电机、送丝机构、温度采集电路、光电编码器和光耦输入电路；送丝机构包括至少一组送丝滚轮和设置于送丝方向上用于检测铅丝倾斜的限位开关，送丝滚轮由送丝电机驱动。
图1所示自动搪铅送丝系统的工作原理如下：
人机界面通过RS485与ARM控制器进行通讯，设定搪铅送丝的工作参数，如搪铅温度、送丝速度及送丝方向等；ARM控制器生成PWM信号至电机调节模块，同时接收光电编码器采集的转速信号，利用光电编码器采集的转速信号调节电机的转速，以保障送丝过程中速度的稳定。限位开关用于送丝机构中检测丝校正程度，RS485传输红外温度传感器采集的检测搪铅过程中基板温度信号。ARM控制器接收由限位开关组成的光耦输入模块信号，根据这个信号控制送丝电机的启动和停止，保证铅丝送入时始终是直的。ARM控制器接收RS485传输的温度信号，以控制搪铅过程中基板温度维持在200°。电机调节模块接收由ARM控制器生成的PWM信号，经过电机驱动电路，控制电机转速及方向，驱动送丝机构运动。送丝机构作为执行机构，经过两组送丝滚轮、两组校直滚轮和限位开关，实现送丝过程中铅丝的校正和送进。
上述实施例中ARM控制器的工作流程如图2所示。初始化模块，采集基板表面温度，当温度达到搪铅所需温度时，ARM控制器接收人机界面设定的送丝速度，并对数据进行处理，向电机调节模块发出PWM，PWM占空比与送丝速度适配，电机开始转动。ARM控制器通过光电编码器采集转速值，比较采集值与设定值，根据采集的转速值调节送丝电机动作。调节完成后，判别是否停止采集，若送丝电机调节未停止，则重新采集转速值对电机进行调节，停止则跳出转速调节循环，以此保障送丝电机转速的稳定。当铅丝倾斜送进触碰限位开关时，光耦关闭，ARM控制器接收到信号，电机停止转动，需手动调整重新送丝。
图3至图7为图1所示基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统的一种优选实施方式。
上述实施例中的送丝机构如图7示。送丝机构包括有主动轮、从动轮、校直滚轮组以及限位开关。上述电机的输出轴连接在减速器的输入轴上，主动轮连接在减速器的输出轴上。本发明的送丝机构沿送丝方向依次设置了两组送丝滚轮(主动轮和从动轮)，两组校直滚轮。同时，在送丝方向的最前方，设置上下左右四个个限位开关。铅丝在第一组主从动轮的摩擦力下，进入校直滚轮组。每组校直滚轮组都由四个滚轮(上下左右)，设置两组是为了让铅丝的校直效果更好，刚直性得到改善。铅丝从校直滚轮组送出，进入第二组主从动轮，同样在摩擦力的作用下，铅丝往前送进。两组送丝轮是为了提高送丝力，能实现较长距离送丝。四个限位开关防止铅丝倾斜送进，当铅丝触碰限位开关时，限位开关触点断开，切断送丝系统，需手动调节铅丝，重新送丝。
图3所示为温度采集电路原理图，红外温度传感器采用IRTP 300L红外温度传感器，测温范围为-20～300℃。红外温度传感器采用两线制，接入接头J1，通过收发器SP3485与ARM控制器进行RS485通讯，将采集到的基板表面温度实时传输到ARM控制器。SP3485的A端经过电阻R1连接到高电平，B端经过电阻R3连接到低电平。当总线空闲时，R1和R3两个偏置电阻维持AB端电压恒定为220mV，避免由于外界干扰导致压差不稳逻辑混乱。AB两端之间接入匹配电阻R2。
图4所示为光耦输入电路原理图，当铅丝正常送进时，上拉电阻R1H将ARM控制器引脚钳制在高电位；当铅丝倾斜送进时，限位开关被触碰，信号经电容C2滤波传输到光耦TLP521-1，光耦关闭，引脚4的电平由低变成高，经电容C3滤波传输到ARM控制器管脚，ARM控制器接收到此信号，停止电机转动，需要手动调整，重新送丝。二极管D1起到反向保护作用，防止反向电压过高击穿光耦的发光管。
图5所示为电机驱动电路原理图，LMD18200芯片的引脚3、4、5与ARM控制器相连。引脚3控制电机方向，当ARM控制器输出高电平时，电机正转，当ARM控制器输出低电平时，电机反转；引脚4控制电机启停，当ARM控制器输出高电平时，电机开始转动，当ARM控制器输出低电平时，电机停止转动；引脚5控制电机转动速度，电机转速的快慢取决于ARM控制器输出PWM波占空比的大小。引脚2、引脚10接直流电机电枢。正转时，电流的方向从引脚2到引脚10；反转时，电流的方向从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8接一个对地电阻R6，对地电阻R6保护芯片，防止芯片过流。芯片内部同样存在保护电路，电流最大值为10A，当电流超过幅值时，芯片启动过热保护，切断输出。过热信号同样可以从引脚9输出，当芯片温度高于145度时，引脚9有输出信号。由ARM控制器通过光电编码器采集的电机转速信号与设定的转速值进行对比，调节PWM占空比，从而驱动送丝电机稳定转动，避免因温度造成送丝速度不稳定。
如图6所示为人机界面。人机界面通过RS485与ARM进行通信，显示由ARM控制器采集的温度值，并将设定的送丝速度传输给ARM处理。人机界面利用开始和停止按钮对电机的启动和停止进行控制，利用布尔按钮控制电机正反转。在送丝进行过程中，人机界面通过XY图实时显示ARM控制器采集的送丝速度，操作人员可以直观了解送丝速度的波动情况。
本实施例采用转速反馈调节方式，实现闭环控制，获得高精度高稳定性的送丝。送丝机构作为执行机构，经过两组送丝滚轮、两组校直滚轮和限位开关组，实现送丝过程中丝的校正和送进。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，其特征在于，包括：人机界面、ARM控制器、电机驱动电路、送丝电机、送丝机构、温度采集电路、光电编码器和光耦输入电路；
送丝机构包括至少一组送丝滚轮和设置于送丝方向上用于检测铅丝倾斜的限位开关，送丝滚轮由送丝电机驱动；
人机界面与ARM控制器交互，实现搪铅送丝工作参数的设置；ARM控制器根据设置的参数生成PWM信号给电机驱动电路，使电机驱动电路驱动送丝电机至指定转速和转向；同时，ARM控制器通过温度采集电路采集搪铅过程中基板的温度，实现温度监控；ARM控制器通过光电编码器采集送丝电机转速，根据送丝电机的实时转速与设定目标转速调整PWM信号，以保障送丝过程中速度的稳定；ARM控制器还通过光耦输入电路检测限位开关的状态信息，当铅丝倾斜触碰到限位开关时，光耦输入电路向ARM控制器送入一个电信号，ARM控制器接收到此电信号后停止送丝电机转动。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，其特征在于，所述温度采集电路为红外传感器和RS485接口，ARM控制器通过RS485接口接收红外传感器检测到的温度数据。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，其特征在于，所述搪铅送丝工作参数包括搪铅温度、送丝速度及送丝方向。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统，其特征在于，所述人机界面还具有显示功能，显示搪铅过程中通过温度采集电路采集的温度数据和通过光电编码器采集的送丝滚轮转速。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911109936.7A CN110842323B (zh) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | 基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911109936.7A CN110842323B (zh) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | 基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110842323A true CN110842323A (zh) | 2020-02-28 |
| CN110842323B CN110842323B (zh) | 2021-01-05 |
Family
ID=69600224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911109936.7A Active CN110842323B (zh) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | 基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110842323B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4312224C1 (de) * | 1993-04-14 | 1994-06-16 | Schuessler Technik Bernd Schue | Vorrichtung zum Vorschub von Lotdraht |
| CN102248266A (zh) * | 2011-07-11 | 2011-11-23 | 江苏科技大学 | 基于avr单片机控制的粗丝气电立焊机及控制方法 |
| CN103920970A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-16 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种焊丝调速控制系统 |
| CN108971705A (zh) * | 2017-06-01 | 2018-12-11 | 廊坊优尼珀焊接设备有限公司 | 自动送丝机 |
-
2019
- 2019-11-13 CN CN201911109936.7A patent/CN110842323B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4312224C1 (de) * | 1993-04-14 | 1994-06-16 | Schuessler Technik Bernd Schue | Vorrichtung zum Vorschub von Lotdraht |
| CN102248266A (zh) * | 2011-07-11 | 2011-11-23 | 江苏科技大学 | 基于avr单片机控制的粗丝气电立焊机及控制方法 |
| CN103920970A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-16 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种焊丝调速控制系统 |
| CN108971705A (zh) * | 2017-06-01 | 2018-12-11 | 廊坊优尼珀焊接设备有限公司 | 自动送丝机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张军伟: "基于ARM的溶丝沉积成形机控制系统", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110842323B (zh) | 2021-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110842323B (zh) | 基于嵌入式微处理器的自动搪铅送丝系统 | |
| CN104128884B (zh) | 蜗杆磨床的齿形误差控制方法及装置 | |
| CN112894080A (zh) | 焊接电弧长度的控制方法及装置 | |
| EP3160676A1 (en) | Systems and methods for the control of welding parameters | |
| CN105479022B (zh) | 激光焊机控制系统 | |
| CN106116132A (zh) | 基板玻璃饵料掰断控制系统及控制方法 | |
| CN111573128B (zh) | 汽车轮毂直径测量定位输送装置及其控制方法 | |
| CN110342793A (zh) | 一种汽车玻璃连续热弯炉装置 | |
| CN108838522A (zh) | 基于EtherCAT总线多轴同步运动的激光切割头的控制系统 | |
| CN112130522A (zh) | 一种铺布机送布控制系统及铺布装置 | |
| CN116767787A (zh) | 一种皮带机自动纠偏方法 | |
| CN202547598U (zh) | 一种传感器及工业缝纫机 | |
| CN206014684U (zh) | 基板玻璃饵料掰断控制系统 | |
| CN213614671U (zh) | 自动喂锡笔装置 | |
| CN106952666A (zh) | 石膏板对角线偏差矫正装置 | |
| CN101474704A (zh) | 节能无线遥控电弧焊机 | |
| CN113916135A (zh) | 一种汽车前桥前束值测量设备及其测量方法 | |
| CN210702993U (zh) | 一种焊锡条自动加锡装置 | |
| CN209854182U (zh) | 防误式双闭环调速皮革喷浆机 | |
| CN204331466U (zh) | 基于ZedBoard的智能小车 | |
| Qiu et al. | Design of Motor Control System Based on Laser Trigger | |
| CN210362147U (zh) | 一种用于五辊压延机的厚薄自动调节联动系统 | |
| CN111541402A (zh) | 一种多控伺服控制系统 | |
| CN102087119B (zh) | 电阻式应变测量的远程调零电路及其调零方法 | |
| CN205049951U (zh) | 用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |